JP3644269B2 - 吸着搬送コンベア - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送される被撮像物の撮像画像に基づいて外観検査等を行う画像処理システムに適用される吸着搬送コンベアに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、被検査物(被撮像物)の画像をCCDカメラ等の撮像装置にて取り込み、その取り込んだ画像データに基づいて外観の欠陥(傷、シミ、パターンの欠陥)等を判定する外観検査装置が用いられている。このような検査装置において、特に、効率よく確実に外観検査を行うため搬送コンベアに被検査物を載せて、撮像装置の撮像領域まで被検査物を自動的に搬送させて外観検査を行うものがある。
【0003】
ところが、被検査物が薄いものであると、特に被検査物の両縁側が反ることがあり被検査物の平面度がでないため、正確な画像データを得ることができなかった。そこで、本願発明者は被検査物を吸着させながら搬送する吸着搬送コンベアを用いた画像処理システムを提案している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸着搬送コンベアでは、コンベアベルトに吸着用の孔を設け、該孔から空気を吸い込ませることにより被検査物をコンベアベルト上に吸着させて搬送するようになっている。
【0005】
ところが、透明や半透明の被検査物の外観検査を行う場合では、照射する光が被検査物を透過するため、吸着用の孔が透けて見えてしまう。このため、被検査物の正確な画像データを得ることができず良品にも拘わらず外観不良として誤検出するといった問題が生じてしまう。
【0006】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ベルト上を搬送される透過性または半透過性の被撮像物の良質な撮像画像を得ることができる吸着搬送コンベアを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、吸着孔が形成されたベルトと、前記吸着孔に連通する吸入部と外部排気手段に空気を排気する排出部とが設けられた導気室とを備え、透過性または半透過性の被撮像物を前記ベルトの吸着孔に吸着させながら搬送する吸着搬送コンベアにおいて、画像処理を行うために前記被撮像物を上方から照らす第1の光源に対し、前記導気室及び吸着孔を介して前記被撮像物を下方から照らす第2の光源を備えたことを特徴としている。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の吸着搬送コンベアにおいて、前記第1の光源及び第2の光源の照度を検出する照度検出手段と、前記照度検出手段により検出した各光源の照度に基づいて前記第1の光源及び第2の光源の照度を調節する照度制御手段とを備えたことを特徴としている。
【0009】
請求項1に記載の発明によれば、導気室の排出部から外部排気手段に空気が排出されることによって導気室が負圧状態となり、吸着孔から吸入部を介して導気室へ空気を吸引する吸引力が作用する。その結果、被撮像物がベルトの吸着孔に吸着され、その状態で該被撮像物が搬送される。つまり、被撮像物の水平度が保たれるとともに位置ズレが防止され、撮像条件が向上する。そして、画像処理を行うために第1の光源により上方から被撮像物が照らされる。この構成で、透過性または半透過性の被撮像物を撮像しようとすると、被撮像物を通過する第1の光源の光により被撮像物の撮像画像上に吸着孔が撮像されてしまうが、第2の光源により下方から吸着孔を介して被撮像物を照らすことで、吸着孔の撮像画像が打ち消される。従って、良質な画像が得られ、外観認識における誤検出が防止される。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、照度検出手段により第1の光源及び第2の光源の照度が検出され、検出された各光源の照度に基づいて照度制御手段により第1の光源及び第2の光源の照度が調節される。その結果、第1の光源及び第2の光源の照度のバランスを一定に保つことができ、より良質な画像を得ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像処理システムとしての外観検査装置に具体化した実施の形態を図1〜図3に従って説明する。
【0012】
図1は本実施の形態の外観検査装置1の構成図を示し、図2には、図1における吸着搬送コンベア2のA−A断面図を示す。また、図3には、吸着搬送コンベア2の部分平面図を示す。
【0013】
図1に示すように、本実施の形態の外観検査装置1は、吸着搬送コンベア2、上部照明3、CCDカメラ4及び画像処理装置5とを備え、吸着搬送コンベア2により搬送される透過性または半透過性のワークWの外観の欠陥(傷、シミ等)を判定できるようになっている。なお、本実施の形態では、透過性または半透過性の被撮像物(被検査物)としてのワークWは、例えば、ガラスエポキシ等からなる板状のものが用いられている。
【0014】
第1の光源としての上部照明3は、吸着搬送コンベア2上を搬送されるワークWを上方より照らすように配設されており、検査の種類により適した照明(例えば、ハロゲン光源を用いた照明等)が選択される。つまり、外観の凹凸の検出に適した照明や外観のシミ等の検出に適した照明等が選択される。さらに、本実施形態では、上部照明3は吸着搬送コンベア2を構成する自動調光装置6と接続され、該自動調光装置6により上部照明3の照度が検出されるとともに上部照明3の照度が調節される。
【0015】
撮像手段としてのCCDカメラ4は本実施形態では、例えば解像度の高い素子(CCD:電荷結合素子)を1列に配置したラインセンサが用いられ、上部照明3により照らされる撮像領域Dを撮像する(図3参照)。さらに、CCDカメラ4は、画像処理装置5と接続され、電荷結合素子(CCD)により得られた画像データを信号処理回路等を経て2値化した電気信号として画像処理装置5へ出力する。
【0016】
本実施の形態における吸着搬送コンベア2はフレーム10、スチールベルト11、プーリ12、下部照明13及び前述した自動調光装置6を具備している。詳述すると、スチールベルト11の両端は図2に示すように、フレーム10の上部に設けられた支持部10aにより支持されている。そして、図示しない駆動装置によりプーリ12が回転駆動されることで、フレーム10上をスチールベルト11が摺動してコンベア2によるワークWの運搬が行われる。つまり、プーリ12とベルト11間の摩擦を利用してベルト11の運行が行われ、ベルト11上に載置されたワークWの搬送が行われる。
【0017】
フレーム10には気密が確保された導気室14が設けられ、該導気室14の排出口14aには外部排気手段としての排気ユニット15からの配管15aが配設されている。また、図2及び図3に示すように導気室14の上部には、ワークWの搬送方向(ベルト11の長手方向)に沿って3列の吸入溝14bが形成されている。さらに、スチールベルト11には、導気室14の吸入溝14bと厚さ方向に重なる位置に吸着孔11aが複数形成されている。つまり、ベルト11の運行が行われ吸着孔11aが搬送方向に移動したとしても、吸入溝14bが搬送方向に形成されているので、ベルト11の吸着孔11aと導気室14の吸入溝14bとは常に連通した状態を保つことができる。
【0018】
そして、図2に示すように、導気室14に突設された配管15aから導気室14の空気が排気ユニット15側へ排出されると導気室14が負圧状態となり、該導気室14と連通した吸着孔11aに吸引力が作用する。その結果、スチールベルト11の吸着孔11aの上に載置されたワークWが吸着されながら搬送される。
【0019】
このように、スチールベルト11の吸着孔11aにワークWが吸着された状態で搬送され、板状のワークWの平面度が保たれるとともに搬送時のベルト11上におけるワークWの位置ズレが防止される。つまり、CCDカメラ4による撮像条件を向上させ、良質な画像を得ることができる。
【0020】
さらに、導気室14が形成されているフレーム10の下面には、透明プレート16と第2の光源としての下部照明13が配設され、該照明13により下方からワークWが照らされる。詳しくは、下部照明13は、上部照明3の種類に合わせて選択され、本実施形態において下部照明13は、例えば、ハロゲン光源を用いて薄型に形成され、接着部材17により透明プレート16の下面に接着固定される。また、透明プレート16は、シール部材18によって導気室14の気密を保持しつつフレーム10に接着固定される。なお、透明プレート16も照明の種類によって選択され、例えば、光を拡散するタイプのものが適用される。
【0021】
さらに、下部照明13は図1に示すように、自動調光装置6と接続され、該自動調光装置6により下部照明13の照度が検出されるとともに、下部照明13の照度が調節される。つまり、自動調光装置6は前述した上部照明3及び下部照明13の照度を検出し、上部照明3及び下部照明13の照度の差分等に基づいて上部照明3及び下部照明13の照度を調節するようになっている。
【0022】
なお、本実施形態では、排出口14aが排出部となり、吸入溝14bが吸入部となる。また、照度検出手段及び照度制御手段として自動調光装置6が用いられている。
【0023】
次に、このように構成された本実施の形態の作用について説明する。
吸着搬送コンベア2のプーリ12が図示しない駆動装置により回転駆動され、スチールベルト11上に載置されたワークWの搬送が行われる。このとき、導気室14の空気が排出口14aに配設された配管15aから排気ユニット15へ排出され該導気室14が負圧状態となる。その結果、吸入溝14bを介してベルト11の吸着孔11aに吸引力が作用してワークWがベルト11上に吸着された状態で搬送される。
【0024】
一方、CCDカメラ4は上部照明3により照らされた撮像領域D(図3参照)を撮像できるようになっており、画像処理装置5が該撮像領域Dに搬送されてきたワークWの撮像画像をCCDカメラ4を用いて取り込むことで外観検査が行われる。このワークWが透過性あるいは半透過性のものであると、上部照明3による光が図2に示す矢印のようにワークWを透過してスチールベルト11に形成されている吸着孔11aがワークWの撮像画像上に透けて見えてしまうが、下部照明13により導気室14と吸着孔11aを介してワークWを下方から照らすことで、上部照明3の照明効果による吸着孔11aの画像が打ち消される。つまり、スチールベルト11による上部照明3の反射光と、ほぼ同程度の照度の光を下部照明13により照射して吸着孔11aの画像を打ち消すようになっている。その結果、ワークWの良質な撮像画像を得ることができ、画像処理装置5によってワークWの外観の欠陥(傷やシミ等)が確実に検出される。
【0025】
また、上部照明3の照度がばらついたとしても、自動調光装置6により該ばらつきが検出され、上部照明3の照度に基づいて下部照明13の照度が自動調節される。さらに、コンベア2の搬送速度が変化して、CCDカメラ4により得られる画像の明るさが変化してしまう場合においても、コンベア2の搬送速度に合わせて、上部照明3及び下部照明13の照度を調整することができる。従って、スチールベルト11の吸着孔11aの画像が確実に打ち消され、CCDカメラ4によりワークWの良質な画像が撮像され、画像処理装置5によってワークWの外観の欠陥が確実に検出される。
【0026】
このように本実施の形態は、下記のような特徴を示す。
(1)フレーム10に導気室14が形成され、導気室14の排出口14aに配設された配管15aから外部排気手段としての排気ユニット15に空気が排出されることによって導気室14が負圧状態となり、吸着孔11aから吸入溝14bを介して導気室14へ空気を吸引する吸引力が作用する。その結果、ワークWがスチールベルト11の吸着孔11aに吸着され、その状態でワークWが搬送される。つまり、ワークWの水平度が保たれるとともに位置ズレが防止され、CCDカメラ4による撮像条件が向上する。そして、画像処理を行うために上部照明3により上方からワークWが照らされる。この構成で、透過性または半透過性のワークWを撮像しようとすると、ワークWを通過する上部照明3の光によってワークWの撮像画像上に吸着孔11aが撮像されてしまうが、下部照明13により下方から吸着孔11aを介してワークWを照らすことで、吸着孔11aの撮像画像が打ち消される。従って、CCDカメラ4により良質な画像が得られ、画像処理装置5による外観認識における誤検出が防止される。
【0027】
このように、吸着搬送コンベア2を用いることで、搬送される透過性または半透過性のワークWの良質な撮像画像を得ることができ、低コストな画像処理システムの構成が可能となる。
【0028】
(2)自動調光装置6により上部照明3及び下部照明13の照度が検出され、検出された各照明3,13の照度に基づいて自動調光装置6によって上部照明3及び下部照明13の照度が調節される。その結果、上下照明3,13の照度のバランスを一定に保つことができ、より良質な画像を得ることができる。つまり、ワークWの撮像画像をより正確に得ることができる。
【0029】
なお、発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されるものではなく、下記のように実施してもよい。
○上記実施の形態では、画像処理システムとして、被撮像物(ワークW)の外観の欠陥を検査する外観検査装置1に適用したが、画像認識を行う他の様々の装置に適用可能であり、例えば、品番や形状を認識して被撮像物を分別する認識装置等に適用してもよい。
【0030】
○上記実施の形態では、一つの吸着搬送コンベア2に1つのCCDカメラ4を設置していたが、複数のCCDカメラ4による撮像が行えるようにしてもよい。具体的には、例えば、1つの吸着搬送コンベア2に、2つのCCDカメラ4を配置して、一方で、シミ等の色彩検査を行い、他方で傷等の凹凸検査を行うようにしてもよい。つまり、2つのCCDカメラ4のための第1の光源と第2の光源を別々に2つずつ設置して、外観検査を行うようにすれば、実用上好ましいものとなる。
【0031】
○上記実施の形態では、第1の光源及び第2の光源としての照明3,13には、ハロゲン光源を用いたが、これに限定せず、他の単色光や多色光を発光できる発光体を用いてもよい。具体的には、例えば、蛍光灯やLED(発光ダイオード)を用いて実施してもよい。特に、LEDを用いた場合では、調光制御が容易となり、実用上好ましいものとなる。
【0032】
○吸着搬送コンベア2は、第1の光源としての上部照明3を備えるものであってもよい。
○上記実施形態の吸着搬送コンベア2は、自動調光装置6を備えるものであったが、該自動調光装置6を具備しない吸着搬送コンベアにおいて実施してもよい。
【0033】
○上記実施の形態では、自動調光装置6が上部照明3及び下部照明13の照度を検出して、各照明3,13の照度を調節するものであったが、自動調光装置6により上部照度3の照度を検出して、該上部照明3の照度に基づいて下部照明13の照度を調節できる構成としてもよい。このようにすれば、構成が簡単となり実用上好ましいものとなる。
【0034】
○スチールベルト11に設けられる吸着孔11aは、図3に示すように3列に等間隔に設けられるものに限定せず、例えば、ランダムに形成されていてもよい。
【0035】
前記実施の形態から把握され、特許請求の範囲に記載されていない技術的思想を、その効果とともに以下に記載する。
(イ)請求項1に記載の吸着搬送コンベアにおいて、前記第1の光源の照度を検出する照度検出手段と、前記検出手段による第1の光源の照度に基づいて前記第2の光源の照度を調節する照度制御手段を備えた吸着搬送コンベア。この構成によれば、照度制御手段によって照度検出手段が検出する第1の光源の照度に基づいて第2の光源の照度が調節される。その結果、第1の光源と第2の光源との照度のバランスを一定に保つことができ、より良質な画像を得ることができる。
【0036】
(ロ)請求項1または請求項2に記載の発明において、前記第2の光源は、LED素子を用いたものである吸着搬送コンベア。この構成によれば、LED素子を用いることで薄型に形成でき、実用上好ましいものとなる。
【0037】
(ハ)請求項1または請求項2に記載の発明において、前記第1の光源の種類に合わせて第2の光源を用いた吸着搬送コンベア。この構成によれば、第1の光源の種類に合わせて第2の光源が用いられ、第1の光源による吸着孔の撮像画像を第2の光源を用いて確実に打ち消すことができるので実用上好ましいものとなる。
【0038】
(ニ)請求項1または請求項2に記載の吸着搬送コンベアと、被撮像物を撮像する撮像手段と、撮像手段による画像データを用いて画像処理を行う画像処理装置を備えた画像処理システム。この構成によれば、撮像手段によって吸着搬送コンベア上を搬送される被撮像物が撮像され、撮像手段による撮像画像を用いて画像処理装置により被撮像物の外観認識が正確に行われる。つまり、請求項1または請求項2に記載の吸着搬送コンベアを用いることによって、透過性または半透過性の被撮像物の外観認識を行うことができ、低コストな画像処理システムを実現することが可能となる。
【0039】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、ベルト上を搬送される透過性または半透過性の被撮像物の良質な撮像画像を得ることができる。
【0040】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、被撮像物の撮像画像をより正確に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態における外観検査装置の構成図。
【図2】 図1における吸着搬送コンベアのA−A断面図。
【図3】 実施形態における吸着搬送コンベアの部分平面図。
【符号の説明】
2…吸着搬送コンベア、3…第1の光源としての上部照明、6…照度検出手段及び照度制御手段としての自動調光装置、11…ベルトとしてのスチールベルト、11a…吸着孔、14…導気室、14a…排出部としての排出口、14b…吸入部としての吸入溝、15…外部排気手段としての排気ユニット、W…被撮像物としてのワーク。
Claims (2)
- 吸着孔が形成されたベルトと、前記吸着孔に連通する吸入部と外部排気手段に空気を排気する排出部とが設けられた導気室とを備え、透過性または半透過性の被撮像物を前記ベルトの吸着孔に吸着させながら搬送する吸着搬送コンベアにおいて、
画像処理を行うために前記被撮像物を上方から照らす第1の光源に対し、前記導気室及び吸着孔を介して前記被撮像物を下方から照らす第2の光源を備えた吸着搬送コンベア。 - 請求項1に記載の吸着搬送コンベアにおいて、前記第1の光源及び第2の光源の照度を検出する照度検出手段と、前記照度検出手段により検出した各光源の照度に基づいて前記第1の光源及び第2の光源の照度を調節する照度制御手段とを備えた吸着搬送コンベア。
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